激光通信技术论文范文

关键词：光学；发展；应用

前言：光学即使物理学中最古老的一个基础学科，又是当今科学研究中最活跃的前沿阵地，具有强大的生命力和不可估量的前途。光学的发展过程是人类认识客观世界进程的一个重要组成部分，它的很多规律和理论都是从生产实践中总结出来的。因此，光学的发展对生产实践和科学实验提供了重要的理论依据，从而促进了光学在各个领域的应用。

一、光学的发展简史

（一）萌芽时期

中国古代对光的认识是和生产、生活实践密不可分的，它的气源的是火的出现和光源的利用，根据历史记载，中国古代对光的认识大多集中在光的直线传播、光的反射、成像等多个理论方面。并且人们已经逐渐的发现其中的原理，像早在春秋战国时期《墨经》就记载了小孔成像实验，这是对光的直线传播的认识；镜子出现就是利用光的反射原理；以及海市蜃楼的现象就是大气光学原理的体现。

（二）几何光学时期

这一时期可以成为光学发展史上的转折点，以内在这个时间建立了光的反射定律和折射定律，奠定了几个光学的基础。同时为了提高人眼的观察能力，在这个时期人们发明了光学仪器，人类第一架望远镜的诞生很好出尽了天文学和航海事业的发展，同样显微镜也为生物学的发展做出了巨大贡献。相继光的干涉、衍射、偏振现象也被发现，从而使光学历史朝着播放光学时期发展[1]。

（三）波动光学时期

19世纪初，波动光学初步形成，其中托马斯-杨圆满解释了薄膜颜色和双侠缝干涉现象。菲涅尔在1818年以杨氏干涉原理补充了惠更斯原理，便形成了人们所熟知的惠更斯-菲涅尔原理，从而在光的本性方面人们的认识更进一步。

（四）量子光学时期

19世纪末到20世纪初，光学的研究深入到光的发生、光和物质相互作用的微观机制中。其中1887年赫兹发现了光电效应；1900年，普朗克从物质分子结构理论中提出了辐射的量子论；1905年爱因斯坦运用量子论解释了光电效应；20初光的干涉、衍射、偏振以及运动物体的光学现象确证了光是电磁波，光和一切微观粒子都具有波粒二象性，这个认识租金了原子核和粒子研究的发展，也推动了人们去进一步探究光和物质的本质[2]。

（五）现代光学时期

20世纪中期，随着新技术的出现，新的理论也在不断发展，也已经逐渐形成了新的科学分支和边缘学科，光学的应用变得十分广泛。随着科学技术的不断进步，人们把数学、信息论与光的衍射相结合起来，形成了一门新的学科叫做傅里叶光学，它可以在光学计算、像质评论、信息处理等光面应用进去，特别是激光发明，可以说是光学发展使上的一个座里程碑。再加上由于激光所以共的相干光和有利思及阿帕特内克斯改进了全息术，成为一个新的科学领域叫做光学信息处理，其重要成就就是光纤通信技术，它为处理信息和传输提供了非常有利的技术保障。

二、光学在生活中的应用

通过把现代光学和其他学科技术的紧密结合，对人们的生活和生产具有重大的影响，同时现代光学也被用到了很多领域，如：通讯、医疗、农业、军事、测量等各种行业，并为其发展起到了十分重要的作用。

（一）X射线

自从1985年德国物理学家伦琴发现X射线距今已经有100多年的历史，X射线的透视和摄片为人类健康做出了巨大贡献。X射线具有穿透性、摄影效应和荧光的特点；另一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别，X射线穿透人体不同结构所吸收的程度也会不同，最后到达荧光或X射线片上就会有差异。

X射线CT扫描机是70年代初七发展起来的一门新的X射线医学诊断学科，是吧计算机技术与X射线相结合起来，并且把其影响数字化，改变了传统的储存和直观的表达方法。该装置可以在现代医学中的临场发现中，科学有效的为疾病进行诊断。并且该诊断方式对病人的疾病诊断没有痛苦、没有任何伤害，不存在检查危险，诊断价值极高，所以对医学诊断的科技发展起到了很好的促进作用，成为医学诊断领域史上的重大给个。从而对人们的身体健康和医生对疾病的确诊起到了很大的帮助[3]。

（二）光纤通信技术

光纤通信技术又称通信工程，现代人们生活中所使用的电脑和手机都离不开通信技术的支持，同样给人们的生活带来的极大的方便性。通信技术主要运用了光学的波分复用技术和光纤接入技术，把传统的电信号转化成光波信号，实现了信息传播的高速化，并且可以把信息源传输到一个或多个接受端，极大的提高了信息传播效率，满足了广大人民群众对信息的需求。同时，光纤通信技术具有多种可以拓展的结构，它可以在构成的网络局域构架中共享信息资源，达到了资源共享的目的。

（三）全息技术

全息技术主要是利用干涉原理对物体的光波信息记性记录，即在拍摄过程中在激光辐照下被拍摄物体形成了漫射式的光束，用激光作为参考光束射到底片上，和物体光束相叠加干涉，从而利用干涉条纹的反差和间隔把全部信息记录下来。而在全息技术的实际运用中，可以用来复制保存珍贵的历史文物、一说、信息储存和记录物理状态变化几块的瞬间现象、瞬间过程（如爆炸和燃烧）等各个方面都得到了广泛的用。最为常见的便是应用到全息技术的防伪技术，可以适用于银行卡、身份证、驾驶执照等各种主要证件的防伪。

而全息技术最为重要的应用主要集中在军事上，一般正常情况下军事雷达只能探测到对方具距离和方位，但是运用到全息技术后雷达在达到最基本的功能同时，还可以对目标进行立体成像，这对于及时发现飞机、舰艇有很大作用。因此，全息技术与备受我国重视。但是由于不良气候以及可见光在大气或水中的传播速度会减慢，所以无法有效的进行。为了克服这种困难，红外微波及超声全息技术就被应用到其中，通过相干的红外光、微波及超声波拍摄全息照片，在通过可见光现象。因此，超声全息技术对水下舰艇军事行动的侦查和监视起到了重要作用[4]。

结语：光学在我们生活中的各种领域都得到了广泛的应用，并且与我们的生活息息相关。总之，作为最物理学中的一个基础学科，光学的发展历史证明了人们对光学的探索和学习从未停止过。因此，光学技术的发展给人类文明带来了巨大的进步，也同样为人类健康和科技发展做出了有力支撑。

参考文献

[1]刘吴若.浅谈光学的发展与应用[J].科技展望，2016，（28）：265.

[2]李奇峰，沙乾坤，王洋，陈达.基于非线性光学的2PE-STED显微技术的发展与应用[J].纳米技术与精密工程，2015，（02）：81-89.

激光通信技术论文范文篇2

随着我国社会与经济的发展,人民生活水平不断提高,人们对区域治安环境以及安全防范的要求也越来越高,同时现代化技术高度发展的今天,犯罪更趋智能化,手段更隐蔽,所以保证区域的安全必须从运用现代化的防盗报警技术。在现代化防盗报警技术中,红外技术有四大优点:环境适应性好,在夜间和恶劣天候下的工作能力优于可见光;隐蔽性好,不易扰;由于是靠目标和背景之间、目标各部分的温度和发射率差形成的红外辐射差进行探测,因而识别伪装目标的能力优于可见光;红外系统的体积小,重量轻,功耗低。但有三大因素制约着其效果:目标的光谱特性;探测系统的性能;目标和探测口之间的环境和距离。所有探测技术的发展都有三个阶段:a.探测信号的强度,得到目标的"黑白照片",这是初级阶段;b.探测信号的强度和波长,得到目标的"彩色照片",达到中级阶段;c.探测信号强度、波长和相位,得到目标的"全息照片",这才达到探测技术的高级阶段。目前的红外技术处于其初级阶段的后期,正向中级阶段发展,其标志是研制出了双(多)色红外探测器,得到了目标热图象的"彩色照片"。可以预计,今后双色探测器将随单波段探测器及其配套技术的成熟和市场需求的增加而加快发展,并将集中在以下五个方面:(1)集成化的双色探测器有利用简化系统结构,能充分利用半导体材料制备技术的最新成果,便于器件焦平面化,其中HgCdTe合金系和各种量子阱/超晶格材料系统将得到重点发展。(2)采用焦平面器件,更好的满足系统的要求,同时也有利于简化系?统结构,降低成本。(3)为明显的提高系统的性能,双色探测器将向大面阵和长线列发展。(4)双波段系统将克服在光学设计和加工、信号处理和显示等方面的困难,缩小体积、减轻重量等,以便扩大其应用范围。(5)随材料、器件和系统技术的进步,双色探测器将向更多的光谱波段发展,既包括拓宽光谱波段,也包括将光谱波段划分成更为细致的波段,以获得目标的"彩色"热图象,更丰富、更精确、更可靠地得到目标的信息。

课题研究目标、内容、方法和手段:

本课题研究红外监控系统的设计与实现。主要实现对象是被动红外防盗报警探测器。其包括硬件和软件两大部分。主要包括对于硬件的构成以及软件的接入进行描述。通过51单片机、驱动电路、传感器、GSM等技术来进行设计与实现。

设计(论文)提纲及进度安排:

4月6日至4月25日

分析题目查阅资料学习与毕业设计相关的知识

4月25日至5月15日

硬件实现、软件编写、进行方案论证

5月15日至6月10日

测试硬件、调试软件撰写毕业论文并征求导师意见,修改毕业论文,进行毕业论文的评议。

主要参考文献和书目:

[1]张玉香.新型遥控接收模块HS0o38〔J〕.无线电,1998,7

[2〕高茹云.通讯电子线路仁M〕.西安:西安电子科技大学出版社,1999。

[3]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1993年。

[4尤一鸣等.单片机总线扩展技术.北京:北京航空航天大学出版社.1993,11。

[5]蔡轶.通用遥控解码电路.电子技术1995.1

[6]施德恒,郭峰光谱识别型激光警戒系统述评激光与红外l99929(l):9一13

[7]卢万欣,梁桂云,韩永林激光预警装置激光技术199218(3):180一183

[8]沙占友,王彦朋,孟志永等.单片机电路设计.北京:北京电子工业出版社,2003。

[9]周航慈.单片机应用程序设计技术.北京:北京航空航天大学出版社,2002。

[10]付伟激光告警中的多元相关探测技术红外与激光技术1992(6):23一27

激光通信技术论文范文

对，都出现了镜子。从本质上说，都和光学有关。

大到探月的嫦娥卫星，小到日常生活中的单反相机、CD光盘，无论是国家进步，还是你我的生活质量，都与光学工程息息相关。由于光学工程的应用实践要求十分严格，相关本科专业的毕业生往往无力承担与光学工程科学技术研究直接相关的工作。因此，每年有大量相关专业的本科毕业生选择考研。

由于光学工程是一门高层次、高门槛的学科，相较于机械工程、计算机科学与技术等专业，开设此专业的院校并不多。总体看来，光学工程专业的考研竞争比较激烈，尤其是在一些光学工程名校之中，2012年浙江大学光学工程的报录比就曾高达17∶1。

目前，我国具有光学工程博士一级授予资格的高校共38所。具有光学工程国家重点学科的高校共有清华大学、北京理工大学、南开大学、天津大学、长春理工大学、南京理工大学、浙江大学、华中科技大学、国防科学技术大学等9所，具有国家重点（培育）学科的高校有上海理工大学、电子科技大学两所，具有博士培养资格的中国科学院相关研究院所主要有长春光机所、西安光机所、上海光机所、上海技术物理所、安徽光机所、成都光电所等6所。

我们如何在为数不多的顶级名校或科研院所中选择一所最适合自己的院校呢？

第一，重视院校综合实力，避免依赖单一数据。

各种评估结果中的得分、排名等数据往往只能反映院校的宏观指标，且不同机构均有不一样的标准，很难客观真实地反映院校的全部情况。各院校的研究方向独具特色，互有长短，具体到每个研究方向，实力强弱更不相同，比如，光学设计这一领域，普遍认为实力强弱依次为清华大学、北京理工大学、浙江大学、天津大学等。同样的道理，单纯地看重院校的院士、长江学者数量、实验室规模、研究经费等指标也是不科学的。院校研究水平的高低并不能直接反映研究生教育质量的好坏，院校的导师构成、地理区位与就业环境、同学本科来源的层次与学术氛围等软实力也不是量化指标可以衡量的，然而这些因素对研究生阶段的学术成就以及未来的职业发展，往往比宏观数据具备更大的影响，万万不可忽视。

第二，光学工程不是什么院校都能“玩得转”。

在考生中广泛存在“211高校未必比985高校差”的思想，从而选择考研难度相对较小的“211工程”院校深造。不可否认，一些“211工程”院校在其传统优势学科上的确不比“985院校”差，甚至更有优势。但是，光学工程是一门“高富帅”的学科，只有高层次的院校才能承载光学工程这门学科，而优秀的光学工程人才往往也出自优秀的院校。主要原因体现在两个方面：第一，光学工程精密程度非常高，对实验仪器设备和资金的依赖性比较强，缺少国家重视和资金上的倾斜，院校很难承担昂贵的实验仪器设备，从而限制研究生的发展；第二，“985”院校导师的视野更加开阔，对研究生的基本要求更加严格、培养目标更高，甚至某些院校的本科生在导师的指导和严格要求下也能在诸如OpticalLetters等国际顶级光学期刊上。此外，高层次的院校学术氛围更加浓厚，出国深造、就业等方面也具备更大的优势。

在此背景下，有必要对光学工程相关院校及其考研情况进行深度解读。本文将以拥有国家重点学科的浙江大学、华中科技大学、天津大学、南开大学，以及中国科学院的上海光机所为例进行具体分析。

浙江大学：为强者而生

学科地位：浙江大学光学工程学科设立于光电信息工程学系内，该系前身为浙江大学光学仪器专业，是中国光学工程学科的诞生地，具有雄厚的学科实力。在2007―2009年、2010―2012年教育部学科评估中均排名第一。

学科特色：有现代光学仪器国家重点实验室、国家光学仪器工程技术研究中心、国防重点学科实验室等部级研究基地。目前设置有光学工程研究所、光电信息及检测技术研究所、光电子技术研究所、光电显示技术研究所、先进纳米光子学研究所和光及电磁波研究中心、光学惯性技术工程研究中心等机构。

研究领域：浙江大学光学工程主要研究领域十分宽广，包括微纳光学与介观光学与器件、光学光电子薄膜、光电显示技术、高精度光纤传感、光电成像技术、微纳米精密检测技术、生物光子学、新型激光与光电子技术、光电子集成器件与系统，光通信技术与系统和新颖人工光电介质等。

师资力量：光及电磁波研究中心以长江计划特聘教授何赛灵为领军人物，大部分导师均为杰出“海归”或外籍教授，在光子学和电磁波的理论和实验研究领域开展了大量工作，获得了许多具有国际影响的学术成果。

地理区位：长江三角洲地区具有规模庞大的光电产业集群，具有国际化、起点高的特点，相较于珠三角地区以封装、为主的光电―半导体产业而言具有广阔的发展前景。

竞争情况：浙江大学就读光学工程的研究生中超过半数来自于浙江大学、天津大学、南开大学等名校的推免生。考研竞争极为激烈，从近年报录比便可见一斑。

考试特色：浙江大学光学工程考研参考书为郁道银、谈恒英著的《工程光学》。浙江大学光学工程的专业课考试较其他学校包括的内容更多，报考的同学需要复习几何像差、傅里叶光学等本科阶段较为薄弱的知识板块。此外，也会考查一定的激光原理知识。

华中科技大学：光谷传奇

学科地位：华中科技大学光学工程近年来发展迅速，实力雄厚。尤其是在筹的武汉光电国家实验室是我国目前仅有的几个国家实验室之一，学科地位非同一般。华中科技大学在2010―2012年教育部学科评估中与浙江大学并列第一。

学科特色：光学与电子信息学院设有武汉光电国家实验室、激光加工技术国家工程研究中心、下一代互联网接入系统国家工程实验室、国家集成电路人才培养基地、教育部电子信息功能材料重点实验室（B类）、教育部敏感陶瓷工程中心等研究机构。其中武汉光电国家实验室是由教育部、湖北省和武汉市共建，依托于华中科技大学，联合武汉邮电科学研究院、中国科学院武汉物理与数学研究所、中国船舶重工集团公司第七一七研究所共同组建，已投入4亿多元建立了12个科学研究平台以及1个光电公共测试平台。

研究领域：华中科技大学主要研究方向为光电测控技术、光电信息存储、光通信技术、基础光子学、激光科学与工程、光电子器件与集成、纳米光电子学、生物医学光子学、能源光子学、太赫兹技术。

地理区位：华中科技大学地处著名的武汉光谷，当地产业集群形成的产学研体系研究水平很高，产业价值巨大，尤其在光通信、激光等领域具有较大优势，就业前景看好。

竞争情况：华中科技大学工学复试分数线2013年为330分、2012年为340分、2011年为330分。招生人数60人左右，随当年推免生比例有所波动。

考试特色：华中科技大学光学工程专业课考试偏向物理光学、电子学、激光原理相关知识。需要注意的是有两个单位可以接收光学工程的硕士生，分别是光电学院和武汉光电国家实验室。

天津大学：精益求精

学科地位：天津大学光学工程学科设立在天津大学精密仪器与光电子工程学院，是我国较早设立光学工程的高校之一。天津大学光学工程在2007―2009年教育部学科评估中名列第二，2010―2012年教育部学科评估中名列第三。此外，天津大学精密仪器与光电子工程学院也是教育部“教育教学改革特别试验区”的15个全国试点学院之一。

学科特色：所在学院设有精密测试技术及仪器国家重点实验室、光电信息技术科学教育部重点实验室、精密仪器中心、现代光学研究所、光电子研究中心、传感工程研究所、照明技术研究所、光电测控技术研究所、激光与光电子技术研究所、生物光学研究所、安全防伪技术研究中心等研究和开发机构。

研究方向：超快激光理论与应用研究、光学信息处理及其应用、光学技术在计算机科学中的应用、数字图像处理技术、光学传感器技术、先进固体激光及非线性频率变化技术、光电子学与光通信技术、激光与光电子应用技术等。

师资力量：中国科学院院士1人，中国工程院院士1人，长江计划特聘教授4人。天津大学光学工程的师资队伍配置十分合理，老中青年教师比例合理。老年教授如姚建铨院士、王清月教授等可以保证该学科的顶级实力，中年学科骨干如刘铁根教授近年来在光纤传感领域硕果累累，超快激光实验室的胡明列教授是天津大学最年轻的教授，学术前景十分光明。

地理区位：既紧挨近年来得到长足发展的天津滨海新区，又毗邻首都北京，就业环境较为优越。

竞争情况：就读于天津大学的研究生中，本校生源占有较大比例。天津大学工学复试分数线2013年为330分，2012年为335分，2009―2011光学工程报录比如下：

考试特色：天津大学考研参考书目为郁道银、谈恒英著的《工程光学》和周炳著的《激光原理》，建议欲报考的同学参考天津大学蔡怀宇教授编写的《工程光学复习指导与习题解答》。

南开大学：虽小而精

学科地位：南开大学光学工程设立于南开大学现代光学研究所内，隶属于电子信息与光学工程学院。现代光学研究所由光学工程元老母国光院士创建，是全国高校中最早取得光学和光学工程两个学科博士学位授予权的单位。在2010―2012年教育部学科评估中，南开大学光学工程名列第五。

学科特色：设有教育部光电信息技术科学重点实验室以及博士后流动站。

师资力量：南开大学光学工程规模较小，共有教师28人，教授、研究员18人，副教授8人，其中有院士1人，特聘教授1人，博士生导师13人，但导师队伍水平相当优秀，哈佛大学、剑桥大学等欧美名校留学、访问研究的经历非常普遍，近年来在Nature、Science等国际最顶尖期刊发表多篇论文，令国内同行为之拜服。较为出色的是青年教师刘海涛教授，在Nature发表两篇论文，在PhysicalReviewLetters发表两篇论文，主要研究方向为表面等离子体等微纳光学的相关理论。

培养模式：南开大学光学工程招生规模较小，几乎与导师人数平齐，每个研究生均能得到导师的大量指导，研究生教育接近于精英教育。需要注意的是，南开大学光学工程的专业型硕士培养计划与学术型硕士培养计划基本相同，这与其他学校的培养模式有所区别。

研究领域：相比其他高校，南开大学光学工程的研究方向的理论特色较为明显，其研究领域主要有：光学/数字图象处理科学与技术、光学处理与光计算技术、激光与非线性光学科学与技术、现代光通信技术、光波电子学、光子技术、眼视觉光学和共焦显微技术、飞秒激光技术、微纳光学。

地理区位：与天津大学相同。

竞争情况：南开大学近年来考研报录情况如下所示，可见相较于其他院校，南开大学光学工程的性价比较高。

考试特色：南开大学光学工程往年专业课参考书是赵凯华、钟锡华编著的《光学》，专业课考试风格自2013年起有所变化，并且2014年考研没有提供参考书目，需要考生注意。

中国科学院上海光机所：卧虎藏龙

学科地位：上海光机所是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所。

学科特色：上海光机所现设8个研究室，分别是：强场激光物理国家重点实验室、中科院量子光学重点实验室、中科院强激光材料重点实验室、高功率激光物理联合实验室、空间激光信息技术研究中心（含：中科院空间激光通信及检验技术重点实验室、上海市全固态激光器与应用技术重点实验室）、信息光学与光电技术实验室、高密度光存储技术实验室、高功率激光单元技术研究与发展中心。

值得一提的是，上海光机所建成了国内仅有国际上也为数不多的“神光”系列高功率大型激光装置，用于激光分离同位素的激光与光学系统、超短超强激光系统、激光原子冷却装置、空间全固态激光器研制平台。在各种新型、高性能激光器件、激光与光电子功能材料的研制方面，也进入了国际先进水平，是我国现代光学和激光与光电子领域取得研究成果最多的单位之一。

研究领域：强激光技术、强场物理与强光光学、信息光学、量子光学、激光与光电子器件、光学材料等。显而易见的是，上海光机所的研究方向非常偏向于理论研究，因而十分适合于光学工程理论方向的深造。

地理区位：地处长三角的核心上海，地理区位优势相当明显。

竞争情况：每年有许多来自清华大学、浙江大学等顶尖学府的毕业生通过推免进入上海光机所，研究所人才济济。近年来上海光机所光学工程的复试分数线为：2013年320分，2012年325分，2011年330分。每年招生人数在40―50人，随当年推免比例有所浮动。

培养模式：上海光机所的专业型硕士与学术型硕士培养计划相近，且第一年是在安徽合肥的中国科学技术大学培养。